हेल्महोल्ट्ज़ कॉइल्स का उपयोग करके उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र एक छोटे क्षेत्र में समान है और इसका परिमाण $0.75 \;T$ है। उसी क्षेत्र में,कॉइल्स की सामान्य अक्ष के लंबवत दिशा में एक समान स्थिर-विद्युत क्षेत्र बनाए रखा जाता है। $15 \;kV$ द्वारा त्वरित (एक ही प्रकार के) आवेशित कणों का एक संकीर्ण बीम इस क्षेत्र में कॉइल्स की अक्ष और स्थिर-विद्युत क्षेत्र दोनों के लंबवत दिशा में प्रवेश करता है। यदि स्थिर-विद्युत क्षेत्र $9.0 \times 10^{5} \;V \,m^{-1}$ होने पर बीम विक्षेपित नहीं होता है,तो एक सरल अनुमान लगाएँ कि बीम में क्या हो सकता है। यह उत्तर अद्वितीय क्यों नहीं है?

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(D) चुंबकीय क्षेत्र,$B = 0.75 \;T$. त्वरक वोल्टेज,$V = 15 \;kV = 15 \times 10^{3} \;V$. स्थिर-विद्युत क्षेत्र,$E = 9.0 \times 10^{5} \;V \,m^{-1}$.
मान लीजिए कण का द्रव्यमान $m$ और उसका आवेश $q$ है। कण द्वारा प्राप्त गतिज ऊर्जा $qV = \frac{1}{2}mv^2$ है। अतः,$\frac{q}{m} = \frac{v^2}{2V} \dots (i)$.
चूंकि बीम विक्षेपित नहीं होता है,इसलिए विद्युत बल और चुंबकीय बल समान हैं: $qE = qvB$,जिससे प्राप्त होता है $v = \frac{E}{B} \dots (ii)$.
समीकरण $(ii)$ को $(i)$ में रखने पर,हमें मिलता है $\frac{q}{m} = \frac{E^2}{2VB^2}$.
मान रखने पर: $\frac{q}{m} = \frac{(9.0 \times 10^5)^2}{2 \times 15000 \times (0.75)^2} = 4.8 \times 10^7 \;C \,kg^{-1}$.
विशिष्ट आवेश $\frac{q}{m} \approx 4.8 \times 10^7 \;C \,kg^{-1}$ ड्यूटेरॉन $(_{1}^{2}H^+)$ या ड्यूटेरियम आयनों के अनुरूप है। यह उत्तर अद्वितीय नहीं है क्योंकि विशिष्ट आवेश $\frac{q}{m}$ केवल आवेश और द्रव्यमान के अनुपात पर निर्भर करता है। $He^{++}$ या $Li^{+++}$ जैसे अन्य कणों का भी समान $\frac{q}{m}$ अनुपात होता है।

Explore More

Similar Questions

यदि $10^{-12} \, C$ आवेश का एक कण $\hat{x}$ दिशा में $10^5 \, m/s$ के वेग से गति कर रहा है और चुंबकीय क्षेत्र के कारण $\hat{y}$ दिशा में $10^{-10} \, N$ का बल अनुभव करता है,तो न्यूनतम चुंबकीय क्षेत्र क्या है?

$M$ द्रव्यमान और $Q$ धनात्मक आवेश वाला एक कण,$4\hat{i} \text{ m/s}$ के स्थिर वेग से गति करते हुए,$x-y$ तल के लंबवत एक समान स्थिर चुंबकीय क्षेत्र के क्षेत्र में प्रवेश करता है। चुंबकीय क्षेत्र का क्षेत्र सभी $y$ मानों के लिए $x = 0$ से $x = L$ तक फैला हुआ है। इस क्षेत्र से गुजरने के बाद,कण $10 \text{ ms}$ के बाद $2(\sqrt{3}\hat{i} + \hat{j}) \text{ m/s}$ के वेग के साथ बाहर निकलता है। सही कथन है (हैं):
$(A)$ चुंबकीय क्षेत्र की दिशा $-z$ दिशा है।
$(B)$ चुंबकीय क्षेत्र की दिशा $+z$ दिशा है।
$(C)$ चुंबकीय क्षेत्र का परिमाण $\frac{50\pi M}{3Q}$ इकाई है।
$(D)$ चुंबकीय क्षेत्र का परिमाण $\frac{100\pi M}{3Q}$ इकाई है।

एक आवेशित कण एकसमान चुंबकीय क्षेत्र में वृत्ताकार पथ पर गति कर रहा है। वृत्ताकार पथ की त्रिज्या $R$ है। जब कण की ऊर्जा दोगुनी कर दी जाती है,तो नई त्रिज्या होगी:

एक प्रोटॉन,एक इलेक्ट्रॉन और एक हीलियम नाभिक की गतिज ऊर्जा समान है। वे तल के लंबवत चुंबकीय क्षेत्र के कारण एक तल में वृत्ताकार कक्षाओं में गति कर रहे हैं। यदि $r_p, r_e$ और $r_{He}$ उनकी क्रमशः त्रिज्याएँ हैं,तो:

$-q$ आवेश और $m$ द्रव्यमान का एक कण $A$ पर $v_1$ चाल और $\alpha$ कोण पर एकसमान चुंबकीय क्षेत्र $\vec{B}$ में प्रवेश करता है और चित्रानुसार $C$ पर $v_2$ चाल और $\beta$ कोण पर क्षेत्र से बाहर निकलता है। तो

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo